Номинал автоматического выключателя можно определить как по сумме всей нагрузки, так и на основании сечения уже проложенной проводки. Примером может служить ситуация, где у нас есть схема подключения электроприборов, однако проводка ещё не установлена.
Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: принципы и формулы для расчетов
Для обеспечения надежной и безопасной работы внутридомового электроснабжения крайне важно выделить отдельные электрические линии. Каждая из этих линий должна быть оснащена автоматическим выключателем, который будет защищать изоляцию кабеля от повреждений, вызванных нагреванием и, как следствие, оплавлением. Тем не менее, не все пользователи знают, какое именно устройство выбрать. Согласны?
Во всей полноте информации о том, как выбрать автомат по мощности нагрузки, вы сможете ознакомиться в данной статье. Мы подробно разъясним, как правильно определить номинал для поиска выключателя соответствующего класса. Учитывая наши рекомендации, вы максимально сократите риск возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации электропроводки.
Автоматические выключатели для бытовых сетей
Электросетевые компании занимаются подведением кабеля к распредщитам в домах и квартирах. Все конструкции и монтажные работы по разводке электрики внутри зданий выполняются их владельцами или специализированными подрядчиками.
Для того чтобы правильно подобрать автомат для защиты каждой отдельной электрической цепи, необходимо учитывать такие параметры, как его номинал, класс и другие характеристики.
Основные параметры и классификация
В числе бытовых автоматов, устанавливаемых на входе в низковольтную электрическую сеть, можно выделить задачи, которые они призваны решать:
- включение или отключение электрической цепи в ручном или автоматическом режиме;
- защита электрической цепи: автоматическое отключение тока при умеренных и длительных перегрузках;
- защита цепи: мгновенное размыкание цепи в случае короткого замыкания.
Каждый автоматический выключатель имеет свой номинал, выраженный в амперах, что обозначается как номинальная сила тока (In) или номинал. Этот параметр играет ключевую роль в выборе приборов защиты.
Чтобы лучше понять суть этого параметра, можно рассмотреть коэффициент превышения номинала, который вычисляется по формуле:
K = I / In,
где I обозначает реальную силу тока.
Данные параметры регламентированы в пункте 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы определить время отключения при условии, что K превышает 1.45, необходимо воспользоваться графиком, представляющим времятоковую характеристику конкретной модели автоматического выключателя.
При длительном превышении тока до двух раз больше номинала автомат может отключиться в диапазоне от 8 секунд до 4 минут. Скорость срабатывания устройства может варьироваться в зависимости от настроек конкретной модели и температуры окружающей среды.
Каждый тип автоматического выключателя имеет определённый диапазон токов (Ia), при которых срабатывает механизм мгновенного расцепления:
Автоматы типа B обычно применяются в линиях, имеющих значительную длину. В жилых и офисных помещениях чаще всего применяются устройства класса C, а приборы с маркировкой D защитны для цепей, где имеется оборудование с высоким пусковым коэффициентом тока.
Стандартная линейка бытовых автоматов включает устройства с номиналами 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.
Конструктивное устройство расцепителей
В современных автоматических выключателях присутствует два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.
Биметаллический расцепитель представляет собой пластину, образованную из двух различных токопроводящих металлов, обладающих различной тепловой проводимостью. При длительном превышении тока над номиналом происходит нагрев этого элемента, его деформация и срабатывание механизма размыкания.
В некоторых моделях автоматов можно регулировать параметры срабатывания с помощью специального винта. Ранее этот подход часто использовали для более тонкой настройки устройства, однако такая процедура требует глубоких специализированных знаний и проведения множества проверок и тестов.
При вращении регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно увеличить время срабатывания теплового расцепителя.
На сегодняшний день можно встретить широкий ассортимент моделей стандартных номиналов от различных производителей, у которых времятоковые характеристики могут незначительно отличаться (при этом все они должны соответствовать нормативам). Таким образом, у вас есть возможность выбрать автомат с необходимыми заводскими настройками, чтобы избежать риска неправильной калибровки.
Как рассчитать сечение кабеля по мощности и разобраться, какие автоматы ставить в щиток
Дата последнего обновления: 14 декабря 2022 года.
Универсальная таблица
Чтобы не затягивать с ответом, хочу сразу предложить вам таблицу сечения проводов. В общем, можно просто ответить на вопрос о том, какое должно быть сечение провода, поставив нужное значение в таблице. Но предполагаю, вы скорее захотите разобраться в научной составляющей, ведь многие из читателей таких материалов, как и мы, искренне любопытны. В связи с этим, давайте углубимся в обсуждение этого вопроса, поскольку здесь есть много нюансов.
Для данной статьи все представленные данные касаются только медных проводов, так как именно такие в большинстве случаев будут применяться.
Представленная таблица включает в себя оптимальные соотношения между сечением провода, номиналами автоматов и максимальной нагрузкой на линию:
| Сечение провода |
Номинал автомата |
Нагрузка максимальная |
|---|---|---|
| 1.5 мм² | 10 A | 2.2 кВт |
| 2.5 мм² | 16 A | 3.5 кВт |
| 4.0 мм² | 25 A | 5.5 кВт |
| 6.0 мм² | 32 A | 7.0 кВт |
| 10 мм² | 50 A | 11 кВт |
Теперь настало время понять, почему именно такие данные представлены в таблице. Мы проанализируем основные факторы, которые влияют на выбор сечения и соответствующего номинала автомата, обсудим их взаимосвязь и возможные сложности. Тем не менее, по итогу статьи вы увидите, что данную таблицу следует принять как отправную точку, поскольку слишком много переменных, влияющих на окончательные расчеты, чтобы добиться точных значений в каждом конкретном случае. Поэтому используйте её как надежный ориентир, а теперь давайте перейдем к обсуждению концептуальной основы.
Во-первых, необходимо определить мощность общей нагрузки
Табличные данные, на которые ориентируются опытные электрики, — это хорошо, но вам стоит рассчитать общую нагрузку для вашего конкретного проекта.
Считаем общую мощность будущих потребителей.
Для начала вам нужно создать список всех электроприборов, которые планируется использовать, и суммировать их номинальные мощности. Вы можете не знать, сколько именно энергии потребляет ваша стиральная машина или холодильник, поэтому наилучшим вариантом будет обратиться к technischen данным, представленным на сайтах производителей.
Чтобы правильно определить, какой автомат установить и какое сечение кабеля выбрать, вам не нужно рассчитывать общую мощность всего жилого помещения. Вы же не предполагаете подключать все электроприборы к одному источнику питания, поэтому у вас будет несколько отдельных групп линий, разделённых по назначению. Вы должны будете распределить всю нагрузку на группы как минимум согласно рекомендациям по лимитам автоматов. Мы подробнее обсудим эти ограничения в дальнейшей части статьи.
Примеры
При проектировании электропроводки в кухне, например, сценарий будет довольно очевиден: холодильник, электроплита, варочная панель, вытяжка и телевизор, а также розетки для мелкой кухонной техники. Вы уже можете представить, как эти приборы будут работать одновременно.
С ситуацией в спальне могут возникнуть вопросы, так как там обычно не так много потребителей. Часто комнаты могут даже подключаться через одну питающую линию, и вам нужно будет оценить, какие мощности планируется использовать. В спальне можно ожидать использование фена, пылесоса, а также компьютера и телевизора. Вы должны обдумать наиболее вероятные сценарии, когда будет включено максимальное число приборов и учитывать при этом общую мощность.
Последовательность расчета
Для иллюстрации воспроизведем расчет ампеража для пары электрических конвекторов с суммарной мощностью 2,5 кВт. По формуле, уже представленной ранее, определим общую силу тока: 2500/220=11,4 A. Если работать с упрощённым методом, то получится 5*2,5=12,5 A. Важно отметить, что в случае упрощенного расчета мы уже учитываем некий запас тока, поэтому данный вариант более предпочтителен.
Теперь ваше внимание должно быть направлено на выбор кабеля. В России и некоторых странах СНГ рекомендуется использовать кабель ВВГнг, если речь идет о стандартной бытовой сети. Сечение проводника иметь соответствие с таблицей, размещенной в ПУЭ п.1.3.10 или же в руководствах производителей кабельной продукции. Для наших целей подойдет кабель сечением 1 кв. мм, который допускает ток до 15 A.
Осталось только выбрать автомат, который будет защищать указанный кабель от перегрева. Исходя из имеющихся характеристик, нужно выбрать автомат на 16 A. Однако стоит помнить, что данный автомат предназначен для защиты кабеля с сечением 1 кв. мм. В итоге этого достаточно, так как он справляется с расчетным выше общей силой тока конвекторов – 11,4 A. Таким образом, разумным будет выбрать кабель сечением 1,5 кв. мм, поскольку его допустимый ток составит 19 A.
Особенности выбора автомата по номинальному току и напряжению:
- для кабеля сечением 0,5 кв.мм требуется автомат с номинальным током 10 A, что соответствует допустимой мощности для двухфазной сети в 2,4 кВт;
- для проводника с сечением 1 кв. мм необходимо устройство на 17 A (мощность 3,7 кВт);
- в случае, если кабель имеет сечение 1,5 кв. мм, номинальный ток составит 23 A, а мощность – 5 кВт;
- для проводника сечением 2,5 кв. мм номинальный ток составит 30 A, а мощность составит 6,6 кВт;
- для кабеля сечением 4 кв. мм номинальный ток достигнет 41 A, а мощность составит 9 кВт.
Пример расчета
К примеру, если максимальная нагрузка бытовой сети составляет 2,4 кВт, мы можем произвести расчёт силы тока, используя известную формулу из школьной физики: 2400 Вт/220 В = 10,9 A. Соответственно, ближайшее значение номинального тока из таблицы составляет 10 A. Подойдёт ли оно или же будет происходить частое срабатывание? Вероятнее всего, выбивать не будет, так как для срабатывания автомата потребуется время для нагрева. При нагрузке в 11 A нагревание устройства займет примерно 20 минут, и только по истечению этого времени контакты могут разорваться. Однако если в это время уменьшится общая мощность (например, электрочайник будет отключен), контакты не разомкнутся.
Часто, в домашних сетях устанавливают автоматы на вводе на 25 A или 32 A, на освещение 6 A, а на розетки 10 A и 16 A. Ситуация с трехфазным вводом требует более сложного расчета.
Как рассчитать и выбрать автомат, учитывая мощность и ток?
Для того чтобы обеспечить надежность системы электробезопасности, во время проектирования электрической сети в новом доме или при добавлении новых электроприборов с высокой мощностью, а также в процессе модернизации электрического щита на объекте крайне важно правильно подобрать автоматические выключатели.
Некоторые пользователи не обращают должного внимания на этот вопрос, в результате чего часто подключают любое имеющееся устройство или выбирают недорогие автоматы, либо устройства с завышенной мощностью, ошибочно полагая, что это предотвратит их отключение в случае перегрузки. Однако это может вызвать серьезные проблемы из-за несоответствия между правилами и подбором защитного устройства с неправильными номинальными характеристиками.
Таким образом, использование кабеля, не соответствующего сетевым нагрузкам, становится крайне рисковым, так как неправильно подобранная автоматика не сможет защитить линию при внезапно увеличенной силе тока. Это подчеркивает значимость верного выбора кабеля для электропроводки, учитывая его сечение. В тех случаях, когда суммарная мощность превышает номинальное значение, происходит значительное увеличение температуры проводника. Это ведет к плавлению изоляции и повышает вероятность возникновения возгораний.
Электролаборатория ТМЭлектро выполняет испытания автоматических расцепителей.
Как рассчитать автоматический выключатель по мощности?
- Введите паспортную мощность прибора или суммарную мощность для нескольких устройств.
- Выберите тип потребителя (одиночный или группа устройств).
- Укажите коэффициент мощности/спрос в зависимости от типа потребителя.
- Выберите количество фаз и напряжение в сети.
- Введите КПД (для трехфазной сети).
- Нажмите кнопку Рассчитать.
| Наименование | cos φ |
| Бойлер | 1 |
| Болгарка | 0.8 |
| Вакуумный насос | 0.85 |
| Индукционные печи | 0.85 |
| Компрессор | 0.7 |
| Компьютер | 0.95 |
| Кофеварка | 1 |
| Лампы газоразрядные | 0.4-0.6 |
| Лампы люминисцентные | 0.95 |
| Лампы накаливания | 1 |
| Обогреватель | 1 |
| Перфоратор | 0.85 |
| Пылесос | 0.9 |
| СВЧ-печь | 1 |
| Стиральная машина | 0.9 |
| Телевизор | 1 |
| Утюг | 1 |
| Фен | 1 |
| Холодильник | 0.95 |
| Электродрель | 0.85 |
| Электромоторы | 0.7-0.8 |
| Электроплита | 1 |
| Электросварка дуговая | 0.3-0.6 |
| Электрочайник | 1 |
Коэффициент спроса (Kc) — таблица
| Наименование | Kc |
| Освещение | 0.7 |
| Бойлер | 0.2 |
| Электробатарея | 0.5 |
| Тепловентилятор | 0.9 |
| Телевизор | 0.7 |
| Холодильник | 0.8 |
| Посудомоечная машина | 0.1 |
| Стиральная машина | 0.1 |
| Утюг | 0.1 |
| Пылесос | 0.1 |
| Другая бытовая техника (в среднем) | 0.2 |
| Другие потребители (в среднем) | 0.3 |
Смежные нормативные документы:
- ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения.
- ГОСТ Р 50031-99 (МЭК 60934-93) Автоматические выключатели для электрооборудования.
- СП 76.13330.2016 Электротехнические устройства.
